Cultivo de microalgas com vinhaça digerida anaerobiamente

Abstract

A busca por energias alternativas como os bicombustíveis cresce a cada ano e tem atraído atenção de muitas grupos de pesquisa, ganhando destaque a produção de microalgas para obtenção de biodiesel ou biogás. A utilização de resíduos para o cultivo de microalgas pode ser uma alternativa vantajosa, visto que alguns efluentes contêm quantidades de nutrientes necessários ao crescimento das microalgas. Nesta pesquisa foram estudadas as condições ideais de cultivo de microalgas utilizando a vinhaça anaerobiamente digerida como meio de cultivo para servir de base para a operação de um fotobiorreator (FBR) de 40 litros. Para isso foram realizados tanto testes em laboratório como testes com o FBR disposto ao ar livre Nos testes em laboratório, em FBRs de 250 mL, em condições controladas (4000 lux; 16/8 horas claro/escuro e meio de cultivo BBM), foi obtida taxa de crescimento máximo de 1,93 d-1 utilizando vinhaça digerida com concentração de 48 % (v/v), admitindo-se crescimento exponencial. Os resultados demonstraram também que o pH, nas faixas analisadas (6,0 a 7,5), não influenciou no cultivo desse consórcio microalgal, ao contrário da temperatura, onde a ideal é em torno de 30 °C. Já no FBR, em meio BBM puro, a taxa máxima de crescimento microalgal (μmax) obtida foi de 0,30 d-1 para fluxo em batelada com trocador de calor e película de controle solar, e 0,19 d-1 para fluxo contínuo com vazão de 5 L.d-1, sem trocador de calor mas com película solar, sendo que esses dispositivos foram colocados para controlar a temperatura do FBR. O consórcio microalgal era composto de Chlorella sp. (97%), Desmodesmus sp. (2%) e Scenedesmus sp. (1%). Assim, a utilização da vinhaça digerida anaerobiamente como meio de cultivo mostra-se como uma forma eficiente de produzir grandes quantidades de microalgas.

ABSTRACT - The interest for alternative energy sources, like biofuels, grows every year and has become the subject of many current research projects, highlighting the production of microalgae to produce biodiesel or biogas. The use of residues for the cultivation of microalgae can be an attractive alternative because some effluents contain appreciable quantities of nutrients required for the growth of microalgae. In this research project we studied the optimal conditions for cultivation of microalgae using anaerobically digested vinasse as culture medium to serve as a base for the operation of a photobiorreator (PBR) of 40 liters, by means of both laboratory tests and tests with a FBR mounted outdoors. In laboratory tests, in PBRs of 250 mL under controlled conditions (4000 lux, 16/8 hours light/dark and BBM culture medium) a maximum growth rate of 1.93 d-1 was obtained, assuming exponential growth, using digested vinasse with a concentration of 48% (v/v). The results also demonstrated that the pH in the range examined (6.0 to 7.5), does not influence the cultivation of microalgal consortium, unlike the temperature, which should ideally be around 30 °C. In the PBR, in pure BBM medium, the maximum rate of microalgal growth (μmax) obtained was 0.30 d-1, with the reactor operating in batch, and equipped with a heat exchanger and solar control film, whilst a growth rate of 0.19 d-1 was obtained for continuous flow of 5 L.d-1, without a heat exchanger but with solar film; devices used for controlling the temperature of the PBR. The consortium of microalgae was composed of Chlorella sp. (97%), Desmodesmus sp. (2%) and Scenedesmus sp. (1%). Thus, the use of anaerobically digested vinasse as culture medium is shown as an efficient way to produce large quantities of microalgae.